中建一局塔吊基础施工方案Word格式文档下载.doc

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2.55m钻孔灌注桩,灌注桩上接钢格构柱，格构柱顶标高-1.1m，埋入钻孔灌注桩内3.5米。

1#塔吊桩长28.9m，桩顶标高为-21.6m，格构柱长度为24米；

4#塔吊桩长29m，桩顶标高为-19.6m，格构柱长度为22米；

5#塔吊桩长28.9m，桩顶标高为-19.6m，格构柱长度为22米。

格构柱外包尺寸504×

504，采用4∟160×

16等边角钢及420×

200×

12@600的缀板焊接而成，在中心距为2.55m×

2.55m的四根格构柱的顶部各焊接一块700×

700×

20封口板，并将塔吊配套钢平台焊接在封口板上，塔吊的固定支脚焊接在钢平台上，支腿上、下均焊接筋板，支腿上筋板4×

4=16块，支腿下筋板4×

2=8块。

格构柱的上口需要做水平处理，以确保钢平台的水平误差控制在1mm以内。

格构柱与封口板焊接时，每个面加2块筋板，共2×

4×

4＝32块。

格构柱在土方开挖后，每隔2.55米用[16槽钢做一道支撑，四根格构柱之间设置水平剪刀撑，将四根格构柱连成一整体，两支撑间设斜撑增加其整体刚度。

最后一道支撑的高度按实际空间决定，并打入建筑物的底板内。

格构柱在每次土方开挖后需及时完成焊接加固。

1#、4#、5#塔吊基础大样详后附图。

2#塔吊基础使用采用天然地基基础，基础与底板连接，按照塔吊说明书，选用6500*6500*1400mm的基础，混凝土标号C40,上层筋纵横向各32根25mm直径HRB335钢筋，下层筋纵横向各32根25直径HRB335钢筋，架立筋为256根12mm直径HPB300钢筋。

塔机基础为预埋地下节形式，地下节埋入混凝土基础部分应与混凝土基础钢筋网可靠连成一体，端面露出基础高度为350mm,并保证地下节上平面的平整度不大于1/1000。

2#塔吊基础平面图

2#塔吊基础剖面图

3#塔吊基础也使用采用天然地基基础，基础与底板连接，按照塔吊说明书，选用8000*8000*1600mm的基础，混凝土标号C40。

塔机基础为预埋地下节形式，地下节埋入混凝土基础部分应与混凝土基础钢筋网可靠连成一体。

3#塔吊基础平面图

3#塔吊基础剖面图

4.3立柱桩与工程桩间距

现场1#塔吊基础立柱桩距最近工程桩间距为1.802m，4#塔吊基础立柱桩距最近工程桩间距为1.520m，5#塔吊基础立柱桩距最近工程桩间距为1.310m，后附1#、4#、5#塔吊基础立柱桩与工程桩的间距详图。

4.3塔吊基础验算

4.3.11#、4#、5#塔吊基础验算

根据本工程地质勘查报告，从⑦开始计算端阻力，故所有塔吊基础钻孔灌注桩考虑插入⑦持力层1m，以受力最大的1#塔吊为例验算如下：

一、塔吊受力计算（TC6015，按最大60m自由高度）

工况一：

塔吊处于工作状态

塔吊参数：

自重（包括压重）F1+F2=760.6kN,塔吊倾覆力矩M=3085kN.m,塔身宽度B=2m

取最不利状态塔吊标准节与四根桩偏差45o时计算：

最大压力：

Nmax=1.2×

（760.6+24）/4+1.4×

3085×

（2.4×

1.414/2）/[2×

1.414/2）2]=1508.07kN

最大拔力：

（760.6+24）/4-1.4×

1.414/2）2]=-1037.31kN

工况二：

塔吊处于非工作状态

自重（包括压重）F1+F2=680.3kN,塔吊倾覆力距M=3830kN.m,塔身宽度B=2m

（680.3+24）/4+1.4×

3830×

1.414/2）2]=1791.33kN

（680.3+24）/4-1.4×

1.414/2）2]=-1368.75kN

二、塔吊钻孔灌注桩长度计算

1#塔吊，取 ZK4孔地质剖面

850桩径桩基

土层名称

厚度（m）

周长（m）

fs

Qski（kN）

面积

（平方米）

fp

α

Qpk（kN）

51

7.20

2.669

30

576.50

53-1

3.10

50

413.70

53-3

16.10

45

1933.69

54

1.5

55

220.19

1

75

200.18

0.5672

1700

964.24

合计

28.9

3344.26

单桩竖向抗压承载力标准值＝3344.26＋964.24＝4308.5kN

单桩竖向抗压承载力特征值＝（2820.07＋964.24）/2＝2154.25kN

单桩竖向抗拔承载力标准值＝3344.26kN

单桩竖向抗拔承载力特征值＝3344.26/2＝1672.13kN

三、塔吊桩基钢筋计算

根据塔吊桩最大抗拔力N=1368.75KN；

fy=300N/mm2

根据钢筋最大承载应力As=N/σ≦fy=300N/mm2

As≦1420050/300mm2=4562.5mm2

取钢筋Φ22，N=As/π（11）2=12，取12根

取钢筋Φ25，N=As/π（12.5）2=9.3，取10根

取钢筋Φ28，N=As/π（14）2=7.4，取8根

拟选用Φ25钢筋，取10根

四、格构柱稳定性验算

本工程塔吊基础下的格构柱高度最长为20.5m，依据《钢结构设计规范》（GB50017-2003），计算模型选取塔吊最大独立自由高度60m，塔身未采取任何附着装置状态。

1、格构柱截面的力学特性：

格构柱的截面尺寸为0.502×

0.502m；

主肢选用:

16号角钢b×

d×

r=160×

16mm；

缀板选用（m×

m）:

0.42×

0.2

主肢的截面力学参数为A0=49.07cm2，Z0=4.55cm，Ix0=1175.08cm2，Iy0=1175.08cm2；

格构柱截面示意图

格构柱的y-y轴截面总惯性矩：

格构柱的x-x轴截面总惯性矩：

经过计算得到：

Ix=4×

[1175.08+49.07×

（50.2/2-4.55）2]=87589.85cm4；

Iy=4×

2、格构柱的长细比计算：

格构柱主肢的长细比计算公式：

其中H──格构柱的总高度，取21.7m；

I──格构柱的截面惯性矩，取,Ix=87589.85cm4，Iy=87589.85cm4；

A0──一个主肢的截面面积，取49.07cm2。

经过计算得到x=102.72,y=102.72。

格构柱分肢对最小刚度轴1-1的长细比计算公式:

其中b──缀板厚度，取b=0.5m。

h──缀板长度，取h=0.2m。

a1──格构架截面长，取a1=0.502m。

经过计算得i1=[（0.25+0.04）/48+5×

0.2520/8]0.5=0.404m。

1=21.7/0.404=53.7。

换算长细比计算公式：

经过计算得到kx=115.91,ky=115.91。

3、格构柱的整体稳定性计算：

格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式：

其中N──轴心压力的计算值（kN）；

取N=1791.33kN；

A──格构柱横截面的毛截面面积，取4×

49.07cm2；

──轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数；

根据换算长细比0x=115.91,0y=115.91查《钢结构设计规范》得到x=0.520,y=0.520。

经过计算得到：

X方向的强度值为175.51N/mm2，不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求!

Y方向的强度值为175.51N/mm2，不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求!

4、基础格构柱抗扭验算

1）格构柱上斜腹杆抗扭构造验算

轴心受压格构柱平行于缀材面的剪力为：

其中为按虚轴换算长细比确定的整体稳定系数。

根据《钢结构设计规范规定》的最大剪力计算公式：

其中，A为格构柱的全截面面积，f为格构柱钢材设计强度值，为格构柱钢材屈服强度标准值（235MPa）。

将剪力V沿柱长度方向取为定值。

分配到一个缀材面上的剪力为：

斜腹杆的轴心为：

N=V1/cosθ

取TC6015塔机水平力进行计算：

V=112.1Kn

因塔机水平力作用于两根斜支撑上：

V’=V/2=112.1/2=56.05KN

斜支撑的轴心压力为：

F=V’/cos450=79.25Kn

θ为斜腹杆和水平杆的夹角（45°

），斜腹杆的计算长度为3393.6mm。

斜腹杆选用槽钢【16a，其截面参数为：

A=21.96cm2，ì

x=6.28cm2，ì

y=1.83cm

长细比x=l/ì

y=3393.6/18.3=185.4.，查表得稳定系数为：

=0.214

斜腹杆的整体稳定承载力验算：

σ=N1/A=V1/（Acos45°

）=79.25/（0.214*21.96）=16.86MPa＜215Mpa

斜缀条满足构造要求。

5、构柱之间斜支撑焊缝计算

TC6015塔机斜支撑的轴心压力为：

79.25KN，焊缝高度：

10mm

焊缝有效厚度He=焊缝宽度Hf×

0.7=7mm

焊缝长度Lw＝250+180+256=686mm，计算时取500mm

根据角焊缝的强度公式：

σf=N/（He×

Lw）≦[σ]

代入数据，得：

σf=79.25/500/7=22.6MPa小于160MPa

满足受力要求。

6、斜撑贴板与格构柱焊缝校核

σ=79.25/250/7=45MPa，小于160MPa

满足受力要求

五、TC6015桩承载力验算

桩身承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.8.2条

根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1780.11kN

桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中c──基桩成桩工艺系数，取0.750

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.300N/mm2；

Aps──桩身截面面积，Aps=0.5672m2。

经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,受压钢筋只需构造配筋!

桩身受拉计算，依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.8.7条

受拉承载力计算，最大拉力N=-1385.03kN

本工程钻孔灌注桩纵向受力钢筋设计为10Φ25，经过计算得到受拉钢筋截面面积As=4908mm2。

其抗拉设计值为Ny=300*5672/1000=1472.4KN，大于N=1385.03KN，满足要求！

六、钢平台验算

塔吊桩间距为2.55米，其钢平台采用H400*13*21的型钢外封10mm厚钢板（见下图），材质选用Q345B，塔吊支腿处加横向筋板以增加局部抗压能力。

图示箱梁计算数据如下：

截面积：

；

惯性矩：

抗弯截面系数：

TC6015钢平台主梁的验算

工作工况：

；

非工作工况：

按简支梁计算

建立平衡方程：

解得支反力：

工作工况：

（正为压力，负为拉力；

）

非工作工况：

故，校核时，按非工作工况进行计算。

正应力：

其计算公式为：

其中：

M=193KNm；

；

（箱型截面系数）

代入计算；

故正应力满足要求。

梁腹板中性轴处剪应力：

代入数据：

故满足要求。

计算危险点：

腹板与翼缘板交汇处

局部承压强度：

值取1.0；

；

代入计算数据得：

故，梁局部承压满足要求。

剪切应力：

代入计算：

故，剪切力满足要求。

折算应力：

正应力为，故折算应力为：

故，折算应力满足规范要求。

梁的稳定性：

梁长度为3450mm，宽度=400mm，

因此主整体稳定性不需计算。

综上，梁满足使用要求。

钢平台连接焊缝的验算

焊缝受竖直向拉力及水平力合力破坏。

a.竖向拉力：

F=909kn；

（格构柱处）

F=1030kn；

（支腿处）

b.水平力：

N=112.1kn；

c．扭矩：

M=385KNm；

水平合力为：

V=112.1+385/2.5=266.1KN。

V=112.1+385/2=304.6KN。

（塔吊支腿处）

格构柱与封口板处：

如图，焊条采用E4316。

焊缝长度：

计算长度：

1248mm；

焊缝高度：

以上计算仅考虑角钢与封口板焊接，计算偏于安全。

故该处焊缝满足要求。

封口板与钢平台主梁下翼缘处：

如图：

焊条采用E50。

1172mm。

焊缝高度：

钢平台主梁上翼缘与固定支腿处贴板：

1058.8mm。

焊缝校核：

l=105*8+104*4=1256mm

计算时取焊缝长度为：

1208mm；

焊缝采用45°

坡口焊；

板厚20mm

故，该处焊缝满足要求。

4.3.22#塔吊基础验算

一.参数信息

塔吊型号:

QTZ100

塔机自重标准值:

Fk1=680.30kN

起重荷载标准值:

Fqk=100kN

塔吊最大起重力矩:

M=1250kN.m

塔吊计算高度:

H=60m

塔身宽度:

B=2m

非工作状态下塔身弯矩:

M=3080kN.m

承台混凝土等级:

C40

钢筋级别:

HRB335

地基承载力特征值:

342.2kPa

承台宽度:

Bc=6.3m

承台厚度:

h=1.4m

基础埋深:

D=0m

计算简图:

二.荷载计算

1.自重荷载及起重荷载

1）塔机自重标准值

Fk1=680.3kN

2）基础以及覆土自重标准值

Gk=6.3×

6.3×

1.4×

25=1389.15kN

承台受浮力：

Flk=6.3×

17.10×

10=6786.99kN

3）起重荷载标准值

2.风荷载计算

1）工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值

a.塔机所受风均布线荷载标准值（Wo=0.2kN/m2）

=0.8×

1.77×

1.95×

0.99×

0.2=0.55kN/m2

=1.2×

0.55×

0.35×

2=0.46kN/m

b.塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk×

H=0.46×

60=27.55kN

c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×

H=0.5×

27.55×

60=826.64kN.m

2）非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值

a.塔机所受风均布线荷载标准值（本地区Wo=0.55kN/m2）

1.86×

0.55=1.58kN/m2

1.58×

2=1.33kN/m

H=1.33×

60=79.63kN

79.63×

60=2388.84kN.m

3.塔机的倾覆力矩

工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

Mk=3080+0.9×

（1250+826.64）=4948.97kN.m

非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

Mk=3080+2388.84=5468.84kN.m

三.地基承载力计算

依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）第4.1.3条承载力计算。

塔机工作状态下：

当轴心荷载作用时：

=（680.3+100+-5397.84）/（6.3×

6.3）=-116.34kN/m2

当偏心荷载作用时：

6.3）-2×

（4948.97×

1.414/2）/41.67

=-284.26kN/m2

由于Pkmin<

0所以按下式计算Pkmax：

=（4948.97+27.55×

1.4）/（680.3+100+-5397.84）=-1.08m≤0.25b=1.58m工作状态地基承载力满足要求!

=3.15--0.76=3.91m

=（680.3+100+-5397.84）/（3×

3.91×

3.91）

=-100.49kN/m2

塔机非工作状态下：

=（680.3+-5397.84）/（6.3×

6.3）=52.14kN/m2

（5468.84×

=-304.42kN/m2

=（5468.84+79.63×

1.4）/（680.30+-5397.84）=-1.18m≤0.25b=1.58m非工作状态地基承载力满足要求!

=3.15--0.84=3.99m

=（680.3+-5397.84）/（3×

3.99×

3.99）

=-98.96kN/m2

四.地基基础承载力验算

修正后的地基承载力特征值为:

fa=342.20kPa

轴心荷载作用：

由于fa≥Pk=-116.34kPa，所以满足要求！

偏心荷载作用：

由于1.2×

fa≥Pkmax=-98.96kPa，所以满足要求！

五.承台配筋计算

依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第8.2条。

1.抗弯计算，计算公式如下:

式中a1──截面I-I至基底边缘的距离，取a1=2.15m；

a'

──截面I-I在基底的投影长度,取a'

=2.00m。

P──截面I-I处的基底反力；

工作状态下：

P=-100.49×

（33.91-2.15）/（3×

3.91）=-82.09kN/m2；

M=2.152×

[（2×

6.3+2）×

（1.35×

-100.49+1.35×

-82.09-2×

1.35×

-5397.84/6.32）+（1.35×

-100.49